Твердотопливный котел Холмова: все “за” и “против”

Что такое — котёл Холмова?

Котлы Холмова – это твердотопливные устройства длительного горения. Их конструкция имеет две вертикальные камеры. Первая шахта, побольше, необходима для топливной закладки и процесса горения. Сжигание топлива осуществляется только в закрытом пространстве в нижней части закладки, из-за этого агрегат ещё называют котлом шахтного типа с нижним горением. Вторая шахта, что поменьше, дожигает топливные газы. К тому же в ней находится теплообменник, и именно здесь вода для отопительной системы подогревается с наибольшей силой.

Шахтный котёл функционирует на различном твёрдом топливе. Производится котёл мощностью 10, 12, 25 кВт. Полная загрузка топки обеспечивает обогрев помещения агрегатом в среднем 12-16 часов. Изготавливаются зависимые и независимые агрегаты.

Рекомендации и опыт эксплуатации

Многие ошибочно полагают, что если увеличить площадь или количество теплообменников внутри камеры, то это повысит КПД котла. На самом деле наибольший объём тепла получается именно в радиационной части – около 60-70%.

Укладывать дрова рекомендуется вдоль колосников, а не поперёк, это обеспечит более качественное и равномерное горение топлива. Загружают котёл либо полностью каждые 12-16 часов или периодически подкладывают. Золу необходимо вычищать 1 раз в 2 дня. Теплообменник очищается 1 раз в полмесяца.

Котёл Холмова быстро набирает температуру. При полной загрузке он достигает крайне высоких температур всего за 20 минут. На 1 час топления требуется 3 кг брикетов. При полной загрузке этим топливом он обогревает около 13 часов, сухая береза (36 кг) горит до 9 часов. В некоторых случаях котёл не смог работать в межсезонье, когда требовалась температура на подаче до 50°, а также на минимальном режиме. Сам Холмов советует избегать использования тлеющего режима.

При первом запуске обязательная опрессовка котла под давлением 1,5 атм воздухом, предварительно промазав швы мыльным раствором.

Рекомендуется приобретать котёл Холмова только у проверенного самого производителя и при наличии договора.

Устройство котла на дровах и угле шахтного типа

Устройство котла Холмова

Котёл данного типа в своей структуре имеет следующие основные элементы:

• корпус;
• камера для закладки топлива;
• камера с теплообменником;
• колосники;
• двери;
• зольник;
• расширительные компенсаторы;
• патрубок для дымохода;
• выходы и входы для слива, подачи и обратки, для крепления группы безопасности либо клапана предохранения;
• термостат.

Твердотопливный котёл Холмова мощностью 12 кВт весит почти 255 кг. Его габариты: высота – 124 см, ширина – 48,5 см, длина – 66 см. Перенести данный агрегат через дверной проём не доставит трудностей. Котлы мощностью 10 кВт по внешнему оформлению и размерам аналогичны предыдущей модели, разница лишь в конструкции изнутри.

Верхние двери агрегата двойные, внутри располагается тепловой изолятор, из-за которого температура не поднимается выше отметки 80 °С. Края обклеены уплотнителем. Окрашены стойкой к температурам краской. Крышка сзади закрывается четырьмя быстросъёмными винтами, а другие – специальными запорами. Дверь зольной камеры внизу закрыта теплоизолятором только на 40 %, причём температура не поднимается выше 90 °С из-за охлаждения постоянными воздушными потоками.

Самая нижняя часть отопительного агрегата – это именно специальная пластина с внутренним тепловым изолятором и парой длинных ножек, а не дно шахты котла.

Такое устройство повышает коэффициент полезного действия котла Холмова и защищает систему обогрева и помещение от пожара. Таким образом, шахтный котёл можно монтировать даже на пол из дерева.

Зависящие от энергии агрегаты дополнительно в своей конструкции имеют дымосос либо вентилятор, контроллер для регулировки процесса горения. Однако всё же большей популярностью пользуются котлы, для работы которых энергия не нужна. В энергонезависимых устройствах контроль производится термостатом типа RT3. Находится он на стенке спереди. С использованием цепочки термостат и небольшую дверцу поддува соединяют через специальное ушко.

Как работает пиролизный котёл?

Дверца поддува нужна для кислородной подачи в агрегат, чтобы держать на должном уровне горение топлива в нём. Находится она на большой двери зольной камеры. Полностью не бывает закрытой никогда, потому что предусмотрен специальный зазор для минимального прохода кислорода.

Сзади, в верхней части, располагается патрубок. К нему присоединяется дымоход. За счёт патрубка осуществляется естественная тяга. Через дверь поддува в отопительный агрегат начинает поступать воздух, который проходит в подколосниковую камеру с парой колосников из чугуна. За ними находится резервный сварной колосник (горбик), что располагается выше предыдущих.

Под колосниками располагается ёмкость для сбора золы. При очистке её можно с лёгкостью достать. Для слива жидкости в нижней части котла есть полудюймовый патрубок, аналогичный предназначен и для группы безопасности либо клапана предохранения.

Расширительные компенсаторы предназначены для того, чтобы исключить расширение котла Холмова до аварийных размеров и разрыв сварных швов.

Расширительные компенсаторы находятся по всему периметру котла. Есть они и во внутренней части корпуса.

Что такое регулятор тяги твердотопливного котла?

Инструкция по изготовлению котла Холмова своими руками

Ниже приведена пошаговая инструкция по созданию котла Холмова своими силами. Мощность прибора, который будет рассматриваться, составляет 8-10 киловатт.

В соответствии с чертежами, которые приведены в видеоролике ниже, габариты изделия будут выглядеть примерно следующим образом:

1. 0,8 метра в высоту;
2. 0,47 метра в ширину;
3. 0,576 метра в глубину (если добавить дверку с горловиной, то получится 0,63 метра).

Видео – Шахтный котел на твердом топливе

Этап первый. Подготавливаем все необходимое

Для изготовления котла Холмова в обязательном порядке обзаведитесь:

• листовой сталью толщиной 0,3-0,4 сантиметра;
• железным прутом диаметром 1 сантиметр и длиной 47 сантиметров;
• шнуром из асбеста (рекомендуемые габариты – 1,5х1,5 сантиметра);
• трубами – диаметр должен составлять 1,5, 2, 4 и 11,5 сантиметра.

Что же касается количества расходных материалов, то оно должно подбираться на основе выбранного чертежа. Безусловно, не стоит забывать и о небольшом запасе.

Этап второй. Сооружаем внутреннюю часть

Эта часть являются, по сути, конструкцией, состоящей из четырех стенок и имеющей водяную перегородку. Процесс изготовления должен начинаться как раз из сооружения этой водяной перегородки. Габариты элемента должны выглядеть следующим образом:

1. 48,5 сантиметра в высоту;
2. 40,3 сантиметра в ширину;
3. 6 сантиметров в глубину.

Что же касается перегородки, то это, по сути, пара вертикальных стенок, к которым приварены низ и верх. По центру необходимо приварить компенсатор, представляющий собой П-образный металлический элемент. Данный компенсатор приваривается еще в самом начале к одной из стенок. Если говорить о торцевых перегородках, то они в данном случае не требуются.

Затем для того, чтобы сделать котел Холмова, нужно придерживаться следующего алгоритма действий.

Шаг 1. Вырежьте из листового металла внутренние боковые стенки отопительного прибора. Если ознакомиться с видеороликами и чертежами, можно прийти к выводу, что высота данных стенок колеблется в пределах 77 сантиметров, а ширина составляет 54,6 сантиметра. Однако это не обыкновенные прямоугольники, ведь перед нижним углом должен располагаться прямоугольник вертикального типа с размерами 20,8х8 сантиметров, а на той же стороне, но сверху, горизонтальный с габаритами 38,7х3 сантиметра. Помимо того, вы должны вырезать на этих сторонах дырки под водяную перегородку. Они должны располагаться в 2-х сантиметрах от верхней стороны и в 10,2 сантиметрах от задней.

Шаг 2. Далее вырежьте переднюю/заднюю стороны. Размеры первой должны составлять при этом 40,3х56,2 сантиметра, а второй – 40,3х77 сантиметра.

Шаг 3. Сварите все описанные выше элементы в одну конструкцию. Используйте при этом точечную сварку. Так детали будут объединены в одно целое, но при необходимости у вас будет иметься возможность корректировать их расположение.

Шаг 4. Далее необходимо приварить пару металлических арок. Первая из них должна быть П-образной, а вторая – цельной. Первую фиксируйте в нижней части сварной конструкции, а вторую – в верхней. При этом важно, чтобы угол между данными элементами и стенками составлял 90 градусов. Что касается рамки, то ее можете вырезать из того же листового металла, хотя, как вариант, можете сварить, используя металлические полосы шириной по 3 сантиметра каждая.

Шаг 5. После этого хорошенько проварите каждый из швов.

Шаг 6. Сделайте еще одну рамку в виде буквы «П». Ее габариты при этом должны быть такими, чтобы она с легкостью вместилась внутри агрегата. Установите эту рамку над водяной перегородкой (дистанция между ними должна составлять 9 сантиметров).

Шаг 7. К верхним частям прямоугольников, выступающих в передней части, приварите горизонтально железную полосу длиной 40,3 сантиметра и шириной 8 сантиметров.

Шаг 8. В верхней части задней стороны вырежьте круглое отверстие диаметром 11,5 сантиметра.

Этап третий. Сооружаем внешнюю часть

Теперь приступайте к изготовлению дверок и наружных стенок водяной рубашки. Последовательность действий в этом случае должна быть следующей.

Шаг 1. Вырежьте из листового металла наружные стенки в виде обычных прямоугольников. Габариты передней стороны должны составлять 46,3х56,2 сантиметра, боковых – 57,6х77 сантиметра, а задней – 46,3х77 сантиметра.

Шаг 2. Во фронтальной стенке вырежьте пару круглых отверстий для компенсации (как вариант, данные отверстия могут быть и ромбовидными) диаметром по 1 сантиметру. Сделайте так, чтобы отверстия располагались на единой вертикальной линии. А в верхнем правом углу проделайте еще одно отверстие, в этом раз диаметром 1,5 сантиметра. Это отверстие потребуется для термометра.

Шаг 3. В тыльной стенке также проделайте отверстия. Это должна быть пара компенсационных и еще 3 вспомогательные (для дымоходной трубы, подачи рабочей жидкости диаметром 4 сантиметра и под сливной клапан диаметром 1,5 сантиметра).

Шаг 4. Продолжаем сооружать котел Холмова. Теперь в боковых стенках требуется проделать 4 отверстия для компенсации. Первая пара на стенках при этом должна располагаться вровень с компенсатором рубашки, сюда же впоследствии придется вставлять и приваривать железный пруток. В левой стенке просверлите пару отверстий – диаметром 4 сантиметра (для вывода рабочей жидкости) и 2 сантиметра (под терморегулятор).

Шаг 5. Изготовьте компенсаторы в виде буквы «П» в количестве десяти экземпляров. Габариты должны составлять 3х4х4 сантиметра (высота, ширина и длина соответственно).

Шаг 6. Приварите эти компенсаторы к соответствующим отверстиям во внешних стенках.

Шаг 7. Приварите к внутренней части все внешние стенки.

Шаг 8. Приварите дымоходную трубу и патрубки.

Шаг 9. Приварите четыре болта в верхней части конструкции. Они должны располагаться по периметру камеры для теплообмена.

Шаг 10. Проверьте конструкцию на предмет герметичности. Возьмите для этого заглушки и поставьте на каждый из патрубков, после чего залейте в прибор жидкость. Поднимите показатель давления примерно до 2,2 бар. Стандартное рабочее давление у описываемого устройства будет составлять 1,5 бар. Если обнаружите места протечек, в обязательном порядке их заварите.

Шаг 11. В конце приварите днище.

Этап четвертый. Изготавливаем порожек, дверки и колосник

Что касается порожка, то это крышка прямоугольной формы с рядом отверстий и бортиками. Габариты данного элемента должны составлять 5,5х16х40 сантиметра, а алгоритм действий по его изготовлению приведен ниже.

Шаг 1.

Вначале возьмите листовой металл.

Шаг 2.

Далее в каждом из углов листа вырежьте по одному отверстий квадратной формы а размером стороны 5,5 сантиметра.

Шаг 3.

Загните вверх стороны.

Шаг 4.

Стыки тщательным образом проварите.

Шаг 5.

Проделайте вдоль одной из 40-сантиметровых сторон отверстия по 1,2 сантиметра в количестве 14-ти штук.

Видео – Самостоятельное изготовления шахтного котла

Обратите внимание! Переверните порожек «вверх ногами», поместите в корпус таким образом, чтобы он расположился под водяной перегородкой на днище. Зазор при этом должен составлять примерно 3,5 сантиметра.

Размеры колосника, в соответствии с чертежами в Интернете, должны составлять 20х40 сантиметров, хотя отверстия на дне в данном случае должны быть уже продольными. Основную часть дверцы изготовьте таким же образом, как и порожек, затем в верхней части вырежьте отверстие 8х19 сантиметров. Важно, чтобы отверстие закрывалось крышкой-заслонкой с завесами, которые приварены над образовавшимся проемом.

Дверку по периметру оклейте асбестовым шнуром, пользуясь при этом термостойким герметиком. Приварите с одной стороны ушки под петли, а с другой – железную полоску с прорезью по центру. Специальная ручка будет входить как раз в эту прорезь.

В конце остается только сделать крыши топочной/теплообменной камер по той же технологии, что и основную часть дверок. На этом все, как видите, котел Холмова имеет достаточно простую конструкцию, поэтому с изготовлением вполне можно справиться своими силами. Удачи в работе!

Принцип работы котла

Тепло в котле Холмова получается путём двух видов теплогенерации:

• прямого топливного сжигания;
• дожигания твердотопливных газов.

Пиролизный котёл сконструирован таким образом, что входящий воздушный поток не даёт достаточного объёма воздуха для хорошего горения. Поэтому некоторое количество топлива просто горит, а часть попросту тлеет. Из-за тления появляется много дыма с большим содержанием сажи и смолы. Газы дыма, когда проходят через горячие угли, дополнительно обогащаются веществами и создают ещё более активные газы.

Пиролизный котел шахтного типа Холмова

Такой котёл шахтного типа на дровах может стабильно функционировать около 12 часов на единичной закладке, что в несколько раз дольше, чем у стандартных агрегатов на угле или дровах. Как раз из-за этого котёл Холмова и называется котлом длительного горения. Топка устройства очень большая и вмещает намного больше топлива, чем камера классических твердотопливных котлов.

Агрегат с мощностной характеристикой 15 кВт имеет топочную камеру на 180 л топлива. Горение осуществляется лишь в нижних 20 см всей закладки. «Резервное» топливо сверху в то время ждёт, пока топливо снизу догорит и постепенно занимает его место. Газы дыма скапливаются на высоте 30 см над тлеющими углями. Больший объём входящего воздуха движется под колосники и проходит под ними в другую топку пиролизного дожига. Данный воздух притягивает газы дыма, которые находятся над слоем горения. Дым движется через угли и обогащается, тем самым повышая качество пирогазов.

Вторую и первую шахты отделяет вертикальная перегородка. Лишь снизу данной стенки есть маленький просвет. Через это отверстие при помощи тяги огонь засасывается из одной камеры в другую. Здесь внизу происходит полный дожиг древесных газов, а вверху находится конвекционный тепловой обменник. Наиболее высокий нагрев достигается в нижней части второй камеры (температура до +800 °С). Большая часть теплоэнергии в данной области переходит в водяную рубашку отопительного агрегата как радиационное излучение. Остальное тепло от газов горения собирается водотрубным тепловым обменником конвекционного типа.

Шахтные котлы могут работать как на дровах, так и на угле, пеллетных гранулах, брикетах, щепках, опилках. Чтобы повысить коэффициент полезного действия отопительного агрегата, использование угольного топлива лучше сделать минимальным. Дело в том, что уголь – это продукт органического разложения и при его сжигании пирогазов почти не появляется.

Более подробно про газогенераторный котёл Попова можно прочитать в этой статье.

Особенности действия шахтных котлов

Воздух попадает под колосник и непосредственно в котел посредством поддувальной дверки, поэтому топливо и сжигается. Когда это происходит, образуются дымовые газы – они выводятся сквозь газовую щель. Котел Холмова имеет такую конструкцию, что объема воздуха, который подается посредством поддувальной дверки, изначально уже недостаточно для полноценного сжигания. Как следствие – при работе прибора наблюдается определенный химнедожог.

В нашем случае химический недожог свидетельствует о том, что в ходе окисления образуется не чистый углекислый газ, а он же, но уже в сочетании с угарным. Воздух, который проходит под вспомогательным колосником, затягивается в отверстия на нем. Число данный отверстий таково, что количества вторичного воздуха уже слишком много. Теплонапряженность в этом месте достаточно высокая и может достигать 700-800 градусов, вследствие чего остатки угарного газа и окисляются.

После окисления газ перемещается в радиационный отсек топочной камеры. Там он перемешивается, поднимается и делится благодаря обменнику на пару потоков. Далее посредством выходного патрубка газ попадает прямо в дымоход. Конвективная тепловая энергия забирается обменником и стенками, располагающимися рядом с ним. Рабочая жидкость после прохождения входного патрубка, соответственно, ударяется о стенку, после чего растекается и движется через весь прибор между обменником тепла и камерами. Уже прогретый теплоноситель подается в отопительную систему посредством выходного патрубка в верхней части устройства.

Достоинства и недостатки

Твердотопливные котлы шахтного типа имеют следующие положительные характеристики:

1. Универсальность. Котёл Холмова может функционировать почти на любом типе твёрдого топлива. Можно топить конструкцию даже влажными дровами (не более 45 %).
2. Высокий КПД. Отопительные котлы отличаются высокой производительностью и, в зависимости от модели, предназначены для загородных домов, коттеджей, помещений под склад и т.д.
3. Автономность. Этот параметр относится к энергонезависимым котлам обогрева. Модели могут работать без электричества, в экономном режиме, на одной закладке топлива 12-16 часов.
4. Простота эксплуатации. Работы по загрузке топлива и чистке шахты производятся через разные люки. Для обслуживания топочных камер не нужно выключать котёл. Зола выбрасывается в специальную ёмкость, откуда её можно удалить.
5. Безопасность. Для пользования агрегатом не нужно устанавливать сложную автоматику. Попадание в помещение дыма и отравление угарным газом практически невозможно.

Что касается недостатков, можно выделить следующий пункт.

Оседание сажи и смолы. Отходы появляются в процессе топливного горения. И не всё количество газов пиролиза удаляется во вторую камеру для сжигания. Поэтому часть газов дыма постоянно есть в загрузочной камере, что приводит к скапливанию смолы на её стенках.

Отзыв на котёл Холмова производства ТеплоПром

Особенности самодельной установки

Прежде чем браться за само дело, надо выяснить, каковы преимущества и недостатки самостоятельного изготовления нагревательного котла.

Положительными сторонами будут:

• индивидуальная конструкция (максимально полно учитывающая особенности дома и отопительной системы);
• сокращение расходов;
• приятные эмоции от хорошо выполненной работы;
• высочайшая ответственность (редко кто на больших предприятиях работает столь же хорошо).

Но при этом есть и трудности:

• необходимость самостоятельно все рассчитать;
• необходимость разбираться в конструкционных материалах;
• обязательное условие — навык владения инструментами;
• наличие свободного пространства, где можно безопасно выполнить основные работы;
• отсутствие возможности предъявить кому-либо претензии в случае нестабильного, ненормального действия котла.

Для всех хотя бы минимально подготовленных домашних мастеров любая из указанных проблем не слишком актуальна. Большинство людей отдает предпочтение твердотопливным (а не газовым или жидкостным) конструкциям, потому что их устройство проще в исполнении

При работе в кустарных условиях это обстоятельство очень важно. При этом среди твердотопливных котлов самые популярные — основанные на шахтном принципе работы, потому что они обеспечивают длительное стабильное горение

Такие системы, в свою очередь, разбиваются на два подкласса — классическую и пиролизную схемы.

Любой шахтный котел имеет две основные камеры, разделенные по вертикали. Одна из них служит для сжигания горючего, а в другой размещается теплообменник.

Большинство видеокурсов и печатных руководств показывает более простую схему организации, включающую:

• топку (на нее приходится от 50% общего объема);
• люк для погрузки (размещаемый наверху или сбоку);
• накапливающую золу камеру;
• колосник;
• дверцу для удаления золы (с шибером);
• камеры теплообменника;
• дымоход.

Когда котел включается в работу, горячий газ устремляется в камеру с теплообменником и отдает через него энергию теплоносителю. Дымовой поток устремляется в отведенную для него трубу, вода уходит в отопительный контур. Сложнее устроен пиролизный котел. Если посмотреть видео, на котором показан первый запуск такой установки, рассчитанной на 45 кВт, разница заметна вполне отчетливо. Специфика оборудования обусловлена использованием камер для сжигания и дожигания угарного газа, трубопровода для повторной подачи воздуха и стенной задвижки, разделяющей основные рабочие отсеки.

Труба, по которой воздух идет повторно, имеет обильную перфорацию. Пиролизный эффект наступает благодаря разложению топлива при неполном снабжении отсека воздухом. Продукты частичного сгорания дожигаются в другом отсеке. Подобное решение позволяет повысить эффективность сжигания топлива и «добыть» из него максимум тепловой энергии

Но есть ряд других нюансов, которые обязательно должны быть приняты во внимание

Чертежи котла длительного горения Холмова

Отличные технические характеристики твердотопливного котла Холмова и его простая конструкция поспособствовали тому, что появились различные чертежи и схемы, которые указывают на то, как правильно сделать агрегат такого типа самостоятельно.

Однако в полной мере и качественно выполнить дома такой котёл практически нереально. К тому же работы могут стать причиной несчастных случаев. Безопасность могут гарантировать лишь обогревательные котлы, выполненные в заводских условиях и имеющие сертификаты.

Как свидетельствуют отзывы пользователей, котлы на твёрдом топливе шахтного типа из всего модельного ряда устройств нагрева являются наиболее удобными, эффективными и простыми в обслуживании. Цена на них сравнительно невысокая, а наличие сложных элементов и механизмов в конструкции сведено к минимуму. Для тех, кто хочет иметь автономное отопление, котлы Холмова обеспечат много свободного времени и достаточный уровень комфорта.

Изготовление отопительного прибора – последовательность сборки

При сборке своими руками пользуемся чертежами, придерживаемся указанных размеров. Последовательность следующая:

1. Вырезаем из 4-миллиметрового металла корпус: днище, боковые стенки, крышку, дверные проемы. Все прихватывается к днищу, которое выпускается в стороны, как на чертеже. Внутри сваркой закрепляем уголки, которые послужат полочкой для колосника.
2. Стыки тщательно провариваем и приступаем к водяной рубашке из металла 3 мм. Она отступает от стенок корпуса 20 мм и, чтобы установить ее, привариваем на корпус стальные полосы. К ним привариваем обшивку.
3. Установка жаровых труб сверху котла. Прорезаем отверстия в тыльной и передней стенках, вставляем несколько труб, завариваем на торцах.
4. Вырезаем дверцы, привариваем изнутри две полосы, между ними укладываем асбест для уплотнения. Колосники размером 360×460 мм нарезаем из уголков и привариваем к полочкам наружным углом.
5. В стенки бака врезаем штуцеры на подающий и обратный трубопроводы, патрубок дымового канала. Ввариваем воздуховод из профильной трубы 40×60 мм. К нему через фланец будет крепиться вентилятор. Воздушный вход осуществляем через заднюю стенку.
6. Привариваем дверные петли и закладки для крепления декоративного каркаса. Бак котла обертываем базальтовым утеплителем, закрепляем шнуром. Крепим каркас саморезами к закладкам, устанавливаем дверцы.